心拍変動バイオフィードバック（HRVB）と精神的ストレス時の冠血流予備能

背景と研究の意義

心理的ストレスが冠動脈疾患（CAD）の発症・増悪に深く関わることは広く知られています。特に、精神的ストレス誘発心筋虚血（MSIMI）は、CAD患者の心血管死や非致死的心筋梗塞のリスクを有意に高めると報告されています。従来、生活習慣改善や薬物治療がCAD管理の中心でしたが、心理的ストレス制御に焦点を当てた介入は必ずしも臨床現場に組み込まれてきませんでした。

心拍変動バイオフィードバック（Heart rate variability biofeedback；HRVB）は、自律神経系を自己制御する方法で、呼吸法やポジティブ感情の誘導を通じて心拍変動（HRV）をリアルタイムに調整する技術です。先行研究では血圧低下、不安抑制、ストレス軽減などの効果が示されていましたが、冠動脈血流の改善を直接的に検証した臨床試験は存在していませんでした。本研究の新規性は、精神的ストレス時の心筋血流予備能（mental stress myocardial flow reserve；MS-MFR）という生理学的に臨床的に関連の深い指標を用いて、HRVBの効果を初めて実証した点にあります。

研究デザイン

対象：30〜79歳の安定CAD患者、合計21名（HRVB群12名、通常ケア群9名）、平均年齢65歳、男性61.9%。
介入：6週間のHRVB訓練（週1回のセッション＋毎日20分の自宅練習）。HeartMath社のemWave2デバイスを使用し、呼吸6回/分を基本にHRVと呼吸の「コヒーレンス」を高める練習を実施。
※「コヒーレンス（coherence）」とは、呼吸と心拍のリズムが一致し、滑らかで大きな振幅の波形を示す状態。「呼吸と心拍が美しくシンクロした状態」であり、自律神経の最適なバランスを示す指標。→補足参照
比較：標準治療（心血管薬物療法、生活指導）を継続。試験終了後にHRVB介入を提供。
評価指標：ルビジウム82 PETによる心筋血流（MBF）を安静時と精神的ストレス課題（暗算＋否定的フィードバック）後に測定し、その比率であるMS-MFRを算出。
（試験開始時のベースラインで1回、6週間の訓練終了後にもう1回、Rb-82 PETで心筋血流を測定しています。）

HRVB介入の内容をもう少し詳しく。　

HRVB介入の概要

期間・回数：6週間にわたり、週1回のセッション（計6回）
指導者：HeartMath社認定のバイオフィードバックトレーナーが担当
デバイス：HeartMath社製「emWave2」を使用

セッションの詳細

初回と2回目、最終回は対面
- HRVBの教育と実技練習を実施。
- 耳に装着するパルスセンサーで心拍をモニターしながら、呼吸6回/分でのペース呼吸を行い、心拍変動と呼吸のコヒーレンスを確認。
- 「ポジティブな感情」や「インタラクティブな視覚イメージ」も導入し、コヒーレンスを高める工夫を行った。
第3〜第5回セッションは電話で実施
- 毎日20分の自宅練習を継続できるよう、進捗や課題を確認。
最終回は再び対面
- 実際の練習を行い、これまでの進歩や障害について振り返り。

自宅練習

毎日20分を目標に実施。
emWave2デバイスを用いてHRVを測定しながら練習。
デバイスは指や耳たぶからの光電式容積脈波（PPG）を使い、低周波成分（LF帯域）のHRVパワーを解析。
結果を「コヒーレンススコア」としてリアルタイムで可視化し、呼吸リズムと心拍変動が同期しているかをフィードバック2025Heart Rate Variability Biof…。

まとめ

つまり、患者は呼吸ペースを整え（1分間に6呼吸）、ポジティブ感情やイメージを取り入れつつ、HRVの波形をリアルタイムに可視化して「整ったリズム（コヒーレンス）」を習得する訓練を行いました。
自宅では毎日20分間デバイスを用いて練習し、週1回のセッションで専門家と進捗確認・調整を行う構成です。

結果

HRVB群のMS-MFR：ベースライン 1.07（95%CI 0.94–1.22） → 介入後 1.16（95%CI 1.06–1.26）
通常ケア群のMS-MFR：ベースライン 1.20（95%CI 1.05–1.38） → 追跡時 1.15（95%CI 0.94–1.40）
両群内での変化は有意ではなかったが、群間比較ではHRVB群の改善幅が0.10単位大きく（95%CI 0.01–0.19, P=0.03）統計的に有意でした。
二次解析では、ストレス時の心筋灌流スコア改善がHRVB群で認められました（変化 -0.70 vs +7.00, P=0.046）。
一方で、血圧・心拍数・LVEFなどの二次的指標には有意差は認められませんでした。

分子生物学的視点からの考察

精神的ストレス下では交感神経系が過剰に賦活され、カテコールアミンの放出、冠微小血管の収縮、血小板活性化が生じます。この一連の変化は冠血流予備能を低下させ、虚血リスクを高めます。
HRVBは迷走神経活性を増強し、呼吸性洞性不整脈を強調することで交感神経過剰を抑制します。結果として、冠動脈内皮機能の改善、血管平滑筋緊張の低下、局所的な血流再分配が促進されると考えられます。本試験で観察されたMS-MFRの改善は、この自律神経バランス調整を通じた微小循環レベルでの機能的改善を示唆します。

臨床的意義

HRVBは非侵襲的かつ低コストで導入できる点が強みです。
精神的ストレスによる心筋虚血が疑われるCAD患者に対し、従来の薬物治療や再血行再建の補完として利用できる可能性があります。
特に日常的に強いストレスを受けやすい患者にとって、自己調整可能な「生理的防御法」として意義があります。

読者が実践できるポイントとしては、呼吸を毎分6回程度にゆっくり整える練習や、ポジティブな感情を伴う呼吸法の導入が挙げられます。これはアプリや簡易センサーでも実施可能であり、日常生活に取り入れやすい方法です。

新規性

精神的ストレス時の冠血流予備能という臨床的に直接関連するアウトカムを初めて検証。
HRVBが単なる「気分改善」や「HRV上昇」ではなく、冠血流という客観的な循環器アウトカムを改善し得ることを示した点が最大の新規性です。

Limitation

サンプルサイズが小さく（解析対象21例）、群間の基礎特性に不均衡（HRVB群でBMI高値や喫煙歴多い）がありました。
PETデータの測定誤差や画像品質の問題により、一部の症例で結果がばらつきました。
HRVそのものの変化は本研究で評価されておらず、HRVBの生理学的メカニズムを完全には説明できていません。
CAD患者以外への一般化は困難であり、死亡率や長期予後への影響は未検証です。

まとめ

本試験は小規模ながら、HRVBが精神的ストレスによる心筋血流低下を改善し得ることを初めて示しました。これは、自律神経系介入が冠動脈疾患管理の新たな柱となる可能性を示す重要な一歩です。今後は大規模かつ長期的な臨床試験により、予後改善効果の有無が問われることになります。

参考文献

Shah AJ, Raggi P, She H, Quyyumi AA, Levantsevych O, Johnson M, Schmidt K, Garcia E, Piccinelli M, Abdulbaki R, Abdelhadi N, Kaseer B, Ginsberg JP, Vaccarino V, Bremner JD. Heart Rate Variability Biofeedback and Mental Stress Myocardial Flow Reserve: A Randomized Clinical Trial. JAMA Netw Open. 2025;8(10):e2538416. doi:10.1001/jamanetworkopen.2025.38416

補足：コヒーレンス（coherence）

「コヒーレンス（coherence）」は、心拍変動バイオフィードバック（HRVB）で非常に重要な概念です。これは、呼吸と心拍のリズムが一致し、滑らかで大きな振幅の波形を示す状態を指します。

① 生理学的意味

人間の心拍は呼吸と連動しています。吸気で心拍数が上がり、呼気で下がる現象を「呼吸性洞性不整脈（Respiratory Sinus Arrhythmia, RSA）」といいます。
この同期がうまく起こっていると、心拍変動がきれいな波状パターンを描きます。
コヒーレンス状態＝呼吸リズムと心拍リズムが最大限に同期している状態と定義されます。